Ściana szczelinowa

Ściana szczelinowa – system konstrukcyjny używany najczęściej w trakcie wykonywania posadowienia obiektu budowlanego oraz wykonywania głębokich wykopów.

Chwytak służący do wykonywania ściany szczelinowej

Zastosowanie

Metoda ta ma zastosowanie przy obudowaniu głębokich wykopów, z uwagi na dużą sztywność oraz możliwość wykorzystania ich zarówno jako ściany podziemia oraz fundament budynku. Wykonuje się je do głębokości nawet do 100 m^[1]. Metoda ta polega na wypełnieniu betonem wąskoprzestrzennego wykopu (najczęściej 600-800 mm szerokości^[2]), w którym uprzednio umieszczono zbrojenie. Podczas pogłębiania wykopu oraz w trakcie betonowania, wewnątrz wykopu pozostaje zawiesina bentonitowa stabilizująca krawędzie zewnętrzne. Podawany beton od dna wykopu stopniowo wypiera bentonit.

Ściana szczelinowa ma za zadanie spełnić trzy podstawowe funkcje:

oparcia przed siłami poziomymi
przeniesienia obciążeń pionowych
zapewnienia wodoszczelności

Zalety ścian szczelinowych to przede wszystkim:

skrócenie czasu realizacji oraz optymalizacja kosztów realizacji inwestycji poprzez zastosowanie jednej konstrukcji spełniającej funkcję docelowego elementu budynku, zabezpieczenia stateczności wykopu budowlanego i przeciwfiltracyjnej przegrody pionowej,
możliwość wykonywania w bezpośrednim sąsiedztwie istniejących budowli (ok. 30 cm od lica istniejących obiektów),
mała uciążliwość wykonywanych robót dla otoczenia - niski poziom hałasu oraz brak wstrząsów przy wykonaniu.

Historia

Najstarsze próby dotyczące możliwości wykorzystania w budownictwie tej technologii datowane są w okolicach roku 1948, a pierwsze zastosowanie tej metody nastąpiło w trakcie budowy metra w Mediolanie w latach 50. Według innych źródeł, pierwsza ściana szczelinowa została wykonana we Francji w 1955 roku^[3]. Ówcześnie znaną metodą prowadzenia wykopu szczelinowego była metoda przeciwprądu: wykop był wypełniany płuczką, odspojenie gruntu następowało przy pomocy dłutującego lub obrotowego ostrza, urobek wynoszony był płuczką na tyle szybko, że mijał prowadnice wiertnicy. W tym czasie chwytaki na linach miały bardzo małą wydajność kopania oraz były niesterowne, co ograniczało ich zastosowanie do płytkich wykopów. W latach 60. opracowano nowe narzędzie, znacznie lepiej dostosowane do prowadzenia tego typu wykopów: chwytak na kolumnie. Dzięki tej metodzie, możliwe stało się wykonywanie wykopów do głębokości 65 m. z bardzo małymi odchyleniami. Dalsze udoskonalanie sprzętu budowlanego w latach siedemdziesiątych i później pozwoliło na wykonywanie wykopów o głębokości do 100 m. i prowadzenie wykopu z bardzo dużą dokładnością (kilku promili) oraz osiąganie wysokiej wydajności.

Technologia

Ściana szczelinowa, to ściana wykonana z żelbetu, formowana w szczelinie wykopanej w gruncie. Wykonanie ściany szczelinowej obejmuje prace przygotowawcze, wykonanie murków prowadzących, głębienie szczeliny w osłonie zawiesiny iłowej, wstawienie elementów rozdzielczych i zbrojenia a następnie betonowanie oraz prace wykończeniowe.

Wyróżniamy następujące rodzaje wykonywania ścian szczelinowych:

metoda stropowa
metoda top & down - po wykonaniu ścian szczelinowych, wykonuje się słupy tymczasowe (stalowe) lub stałe (prefabrykowane) osadzone w baretach (krótkie odcinki ściany szczelinowej) lub palach kończących się pod przyszła płytą fundamentową. Wydobywanie urobku z wykopu w obudowie ścian szczelinowych następuje poprzez pozostawione w stropach otwory technologiczne przy użyciu specjalistycznego sprzętu. Na słupach opierają się stropy docelowe części podziemnej obiektu (wykonywane na gruncie i/lub w szalunkach) oraz całość konstrukcji żelbetowej (nadziemnej) obiektu (ścian, słupy i stropy). Budowa części podziemnej jest realizowana jednocześnie z konstrukcją nadziemną;
- metoda klasyczna podstropowa - różni się od poprzedniej kolejnością wykonywania poszczególnych czynności. Konstrukcja nadziemna jest wykonywana po zakończeniu budowy części podziemnej;
- metoda półstropowa (obręczy rozpierającej) - przy dużych gabarytach obiektu, stosuje się tzw. półstropy rozpierające (ring - obręcz) oparte na tymczasowych słupach stalowych osadzonych w palach lub baretach. Pod stropami wykop realizuje się metodą podstropową, natomiast w części centralnej roboty ziemne są prowadzone jak w otwartym wykopie, co znacznie przyspiesza roboty ziemne i żelbetowe w części centralnej projektowanego obiektu.
Rozpierane ściany szczelinowe - oprócz opisanych powyżej odmian metod stropowych, jako rozparcie często stosuje się tymczasowe rozpory stalowe, założone pomiędzy wykonanymi ścianami stalowymi. Rozpory stalowe mogą być zakładane o tak zwany oczep (wieniec) żelbetowy (na górze ściany szczelinowej) z zabetonowanymi wcześniej w nim markami stalowymi lub o oczep stalowy połączony ze ścianą też przy pomocy marek stalowych osadzonych w klatkach zbrojeniowych ściany szczelinowej.

Zobacz też

Przypisy

↑ D.A. Bruce, B. De Paoli: Monitoring and Quality Control of a 100 Meter Deep Diaphragm Wall. 1989-05. [dostęp 2012-06-06]. (ang.).
↑ Panas Janusz: Nowy poradnik majstra budowlanego. Arkady, s. 140.
↑ Ściany szczelinowe - Opis technologii wykonania. Soletanche Polska. [dostęp 2010-12-30].

Linki zewnętrzne

Slurry wall retaining systems for deep excavations (ang.)
A technical resource for slurry wall construction, slurry trenches and cut-off walls. slurrywall.com. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-06-17)]. (ang.)
Pictures of slurry walls. foundationengineering.info. [zarchiwizowane z tego adresu (2019-03-25)]. (ang.)
Technologie. keller.com.pl. [zarchiwizowane z tego adresu (2012-06-29)].

[1] D.A. Bruce, B. De Paoli: Monitoring and Quality Control of a 100 Meter Deep Diaphragm Wall. 1989-05. [dostęp 2012-06-06]. (ang.).

[2] Panas Janusz: Nowy poradnik majstra budowlanego. Arkady, s. 140.

[3] Ściany szczelinowe - Opis technologii wykonania. Soletanche Polska. [dostęp 2010-12-30].

[1]

[2]

[3]